4. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
3.1.3. Mòn dụng cụ và cách xác định
3.1.3.1. Mòn dụng cụ
Trong quá trình cắt, phoi trượt trên mặt trước và chi tiết chuyển động tiếp xúc với mặt sau của dao gây nên hiện tượng mòn ở phần cắt dụng cụ. Mòn là dạng hỏng cơ bản của dụng cụ cắt. Mòn dụng cụ là một quá trình phức tạp, xảy ra theo hiện tượng lý hóa ở các bề mặt tiếp xúc phoi và chi tiết với dụng cụ gia công. Trong quá trình cắt, áp lực trên các bề mặt tiếp xúc lớn hơn rất nhiều so với áp lực làm việc của chi tiết máy (khoảng 15 20 lần) và dụng cụ bị mòn theo nhiều dạng khác nhau [1].
Trường ĐHKTCN Thái Nguyên Hoàng Văn Vinh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.2: Các dạng mòn phần cắt của dụng cụ
Phần cắt dụng cụ trong quá trình gia công thường bị mòn theo các dạng được sau:
- Mòn theo mặt sau, hình 3.2a - Mòn theo mặt trước, hình 3.2b
- Mòn đồng thời cả mặt trước và mặt sau, hình 3.2c - Mòn tù lưỡi cắt, hình 3.2d
Mòn mặt trước và mặt sau là hai dạng mòn thường gặp trong cắt kim loại.
Loladze cho rằng cơ chế hình thành vùng mòn mặt trước của dao hợp kim cứng khác so với dao thép gió. Bởi theo ông do hợp kim cứng có độ cứng nóng cao đến hàng nghìn độ C nên hiện tượng khuếch tán ở trạng thái rắn gây mòn với tốc độ cao xảy ra trên mặt trước từ vùng có nhiệt độ cao nhất. Như vậy mòn mặt trước đề có nguồn gốc do nhiệt.
Boothroyd cho rằng mòn mặt sau xảy ra do tương tác giữa mặt sau của dụng cụ với bề mặt gia công và bề mặt mòn song song với phương của vận tốc cắt. Trent cho rằng, mòn mặt sau xảy ra trong hầu hết các quá trình cắt kim loại và không đều trên suốt chiều dài lưỡi cắt. Cơ chế mòn mặt sau của dụng cụ hợp kim cứng ở tốc độ cắt thấp là sự tách ra của các hạt cacbit tạo
(a) (b
)
(c) (d
Trường ĐHKTCN Thái Nguyên Hoàng Văn Vinh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
nên bề mặt mòn không bằng phẳng, khi cắt ở tốc độ cắt cao thì vùng mòn mặt sau nhẵn và trơn.
Trong điều kiện hình thành lẹo dao, lượng mòn mặt sau tỷ lệ nghịch với lượng mòn mặt trước. Khi mòn mặt trước xuất hiện sẽ làm tăng góc trước thực, thúc đẩy sự hình thành và ổn định của lẹo dao có tác dụng bảo vệ mặt sau khỏi bị mòn. Trái lại khi mòn mặt trước không xuất hiện, dạng của lẹo dao sẽ thay đổi theo xu hướng không có tác dụng bảo vệ mặt sau khỏi mòn, dẫn đến thúc đẩy sự phát triển của mòn mặt sau.
3.1.3.2. Cách xác định
Mòn mặt trước và mặt sau có thể tính toán gần đúng như sau: Thể tích mòn mặt sau: W 2 . 2 ave VB b tg V (3-1) Trong đó: VBave là chiều cao trung bình của vùng mòn
Thể tích mòn mặt trước: cr 2 ( )
3
b KB KF KT
V
(3-2)
Hình 3.3: Các thông số đặc trưng cho mòn mặt trước và mặt sau – ISO3685
Các kích thước dùng để xác định mòn chỉ ra trên hình 3.3 có thể đo bằng kính hiển vi dụng cụ hoặc thiết bị quang học khác, hoặc bằng phương pháp chụp ảnh. Ngoài ra người ta còn đo khối lượng dụng cụ và sử dụng phương pháp đo radiotracer (phương pháp đồng vị phóng xạ) để xác định.
Trường ĐHKTCN Thái Nguyên Hoàng Văn Vinh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3.1.4. Ảnh hưởng của mòn dụng cụ đến chất lượng bề mặt gia công
Khi bị mòn, dạng và thông số hình học phần cắt của dụng cụ bị thay đổi dẫn đến các hiện tượng vật lý sinh ra trong quá trình cắt thay đổi (như nhiệt cắt, lực cắt…) và ảnh hưởng xấu đến chất lượng bề mặt gia công [1].